[發(fā)明專利]顆粒物傳感器及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610544526.5
• 申請日: 2016-07-12
• 公開（公告）號: CN106872321B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁尚爀;金東求
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;F01N11/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;岳磊

本發(fā)明涉及顆粒物傳感器及其測量方法。顆粒物傳感器布置在排氣系統(tǒng)的排氣管中并被配置為感測排氣中所包含的顆粒物。該顆粒物傳感器包括：從底部按順序堆疊的第一基板、第二基板和第三基板，在一個端部形成有感測單元，在另一端部形成有信號處理器。感測單元包括：基準(zhǔn)電極，形成在第一基板的一個表面上并具有恒定的電容值；溫度傳感器和加熱電極，溫度傳感器形成在第二基板的一個表面上并感測溫度，加熱電極與溫度傳感器鄰近布置；和主電極，形成在第三基板的一個表面上并具有隨顆粒物變化的電容值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顆粒物傳感器及其測量方法，且更具體地，涉及一種將保持恒定的基準(zhǔn)電極的電容值與隨顆粒物而改變的主電極的電容值進(jìn)行比較，從而魯棒地應(yīng)對外部噪聲和環(huán)境變化的顆粒物傳感器。

背景技術(shù)

近來，隨著車輛的排氣的法規(guī)已經(jīng)加強(qiáng)，對用于凈化排氣的后處理裝置的關(guān)注已經(jīng)增加。

特別地，由于柴油發(fā)動機(jī)車輛產(chǎn)生包含不同量的顆粒物(PM)的排氣流，因此柴油發(fā)動機(jī)車輛被認(rèn)為是空氣污染的主要成因，使得其法規(guī)正變得更為嚴(yán)格。

為了減少柴油車輛的顆粒物，向排氣應(yīng)用柴油顆粒過濾器(DPF)，并且使用顆粒物傳感器來感測在柴油顆粒過濾器中所捕獲的顆粒的量。

顆粒物傳感器檢測隨著排氣中所包含的顆粒物累積而產(chǎn)生的電阻或電容的變化，并且在排氣系統(tǒng)中，顆粒物傳感器安裝在柴油顆粒過濾器的后端。

操作顆粒物傳感器的方法可以分類成累積法和實時法。

在大部分車輛中使用的累積法的顆粒物傳感器感測隨著顆粒物在施加有電壓的兩個計數(shù)電極(digital elecrode)上累積而產(chǎn)生的電流的變化。

累積法的顆粒物傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使得其可靠性高且制造成本低，因此適合在車輛中使用。

然而，在累積法的顆粒物傳感器中，需要直到產(chǎn)生電流的變化信號為止的初始累積時間。

另一方面，在實時法的顆粒物傳感器中，通過檢測顆粒物的電離反應(yīng)來實時監(jiān)測顆粒物的量。

然而，實時法的顆粒物傳感器準(zhǔn)確性低，尺寸大，難以小型化。

因此，需要對能夠準(zhǔn)確且快速地測量排氣系統(tǒng)的排氣中的顆粒物的顆粒物傳感器進(jìn)行研究。

在背景部分公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對于本發(fā)明的背景的理解，因此其可能包括不形成本國的本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種顆粒物傳感器及使用該顆粒物傳感器的測量方法，其通過將保持恒定的基準(zhǔn)電極的電容值與隨顆粒物變化的主電極的電容值進(jìn)行比較，能夠準(zhǔn)確并快速地測量外部環(huán)境中的顆粒物。

一種顆粒物傳感器布置在排氣系統(tǒng)的排氣管中并被配置為感測排氣中所包含的顆粒物，所述顆粒物傳感器包括：從底部按順序堆疊的第一基板、第二基板和第三基板，在一個端部形成有感測單元，在另一端部形成有信號處理器，其中所述感測單元包括：基準(zhǔn)電極，形成在所述第一基板的一個表面上并具有恒定的電容值；溫度傳感器和加熱電極，所述溫度傳感器形成在所述第二基板的一個表面上并感測溫度，所述加熱電極與所述溫度傳感器鄰近布置；和主電極，形成在所述第三基板的一個表面上并具有隨顆粒物而變化的電容值。

所述信號處理器可以輸出所述基準(zhǔn)電極的恒定電容值與所述主電極的變化電容值之間的差值。

所述主電極還可以包括包圍其上部的絕緣層。

所述溫度傳感器形成為包圍所述加熱電極的外表面。

所述溫度傳感器與所述加熱電極可以形成在所述基準(zhǔn)電極與所述主電極之間，與所述基準(zhǔn)電極和所述主電極的距離相同。